JPS60238185A - 樹脂被膜を備えた金属製物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、樹脂被膜を備えた金属製物品の製造方法に関
するものであり、特に物品表面に樹脂被膜を形成する工
程において、流動＆清塗装方法によって粉体塗料を物品
表面に溶着させるようにした物品の製造方法に関するも
のである。

従来の技術 金属製の物品（以下ワークとする）の表面に樹脂被膜を
形成する手法としては種々のものが知られているが、そ
の一つに流動浸漬粉体塗装法がある。この方法は、底部
から吹き上げる気体によって流動状態とされた粉体塗料
を収容する流動槽の内部に、予め加熱されたワークを浸
漬してその表面に粉体塗料を溶着させ、以て該ワーク表
面に樹脂被膜を形成するものである。この粉体塗装法は
一同の浸漬で比較的膜厚の厚い樹脂被膜が得られ、また
設備費が安価であることから広く用いられている。

発明が解決しようとする問題点 ところがこの方法は、塗料材料がポリエチレン。

ナイロン１１．１２樹脂等、溶融温度が低く、且つ分解
温度が高い場合には有効であるが、特に、塗料材料がフ
ン化エチレン系樹脂等、溶融温度と分解温度との差が小
さいものである場合には、−回の浸漬では非常に薄い樹
脂被膜しか形成できないという欠点がある。流動浸漬法
において、ワークへの塗料の溶着は、ワークが流動槽内
部に浸漬された時点から塗料の溶融温度に冷却されるま
での間に行われることとなるが、塗料の溶融温度と分解
温度との差が小さければ、その間時間もそれだけ短くな
るからである。このため、−回の浸漬によってワークの
表面に形成される樹脂被膜の厚さも非常に薄いものとな
り、ワーク表面に比較的厚膜の樹脂被膜を形成するため
には、ワークを流動槽内部に何回も浸漬しなければなら
なくなるのである。したがって、この流動浸漬法におい
ては、ワークの加熱と流動槽内部における塗料の溶着、
すなわち樹脂被膜の形成とを別々の場所で行わなければ
ならないため、このような塗料を用いて塗装を行う場合
には全体としての工程が非常に多くなり、樹脂被膜形成
作業のために非常に多くの時間および工数がかかってし
まう不具合が生ずるのである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明の要旨とするところ
は、前記流動槽として誘電体材料で形成されたものを用
い、該流動槽内に浸漬された前記物品を該流動槽の外側
から誘導加熱によって加熱するようにしたことにある。

作用および発明の効果 かかる本発明においては、ワークを短時間で所定温度つ
まり粉体塗料を分解させずにかつ溶解させ得る一定温度
まで昇温させることが可能であり、かつ誘導電流を調節
することによりワークを流動槽内においてその所定の温
度に維持することができる。すなわち、本発明に従えば
、ワークを加熱しつつ樹脂被膜形成を同時に行うことが
できるのであり、たとえ溶融温度と分解温度との差が小
さい樹脂であってもこれによって−・回の浸漬で所望の
膜厚の樹脂被膜を形成することができるのである。なお
、流動槽は誘電体材料製のものが用いられるので、誘導
加熱に隊員てはワークのみが加熱される。

また、ワークの温度管理が容易であるために、膜厚の揃
った製品を得ることができ、製品毎の膜厚のばらつきを
少なくすることができるのである。

加えて、流動槽内においてワーク表面に溶着される塗料
は、常にワーク表面側から溶融が進むこととなるため、
樹脂被膜中にボイド（空所）が生ぜず、品質の高い製品
が得られる効果が生ずる。

けだし、ワーク温度を維持するために、ワーク表面に溶
着した塗料を加熱炉中で繰り返し加熱することになる従
来の場合には、ワーク表面に溶着した塗料は外表面側か
ら加熱されることとなるため、ボイドが生じ易くなるが
、本発明においてはワークそのものが、塗料を溶融させ
るための熱源となるからである。

実施例 次に、本発明の一実施例を図面に基づいて詳しく説明す
る。第１図において１０はたとえばプラスチック製のよ
うな誘電体材料製の流動槽で、底部に床１２とエア導入
孔１４とを有している。床１２には、多数のエア吹込孔
１３が形成されており、エア導入孔１４から導入された
エアがこの吹込孔から上方へ向かって吹き出されて流動
槽１０内に上昇気流が発生させられるようになっている
。

流動槽１０の外側には、これを取り囲むように配置され
たコイル１６とこれを保持する保持体１８とを有する加
熱装置２０が配設されている。

次に、このような装置を使って金属製ワーク２４の表面
に樹脂被膜を形成する工程について説明する。

まずエア導入孔１４からエアを導入して流動槽１０内部
の粉体塗料２２を液体の如く流動する流動状態とする。

なお、ここで用いられている粉体塗料２２はたとえばフ
ッ化エチレン系樹脂から成るものである。かかる粉体塗
料２２が流動化された状態において、流動槽１０の内部
に金属製のワーク２４を挿入する。本実施例においてワ
ーク２４は円筒形状のものであり、蓋体状のセット治具
２６．２Ｂによって両端開口部が塞がれた状態で流動槽
１０内部にセントされる。すなわち、ワーク２４は、そ
の端の一部および内面がマスクされた状態でセットされ
るのであり、セット治具２６゜２８はマスキング部材と
なっているのである。一方のセット治具２８、すなわち
下側のセット治具２８はワーク２４を支持する支持部材
を兼ねている。ごれら一対のセット治具２６．２８はた
とえばプラスチック等の誘電体材料で形成されている。

このようにして、ワーク２４のセントが完了したところ
でコイル１６に所定周波数の電流を通じると、交番磁界
が発生して流動槽１０内部の金属製ワーク２４の表面に
渦電流が誘起され、これによってワーク２４の特に表層
部が所定の温度まで速やかに誘導加熱される。なお、こ
の温度は塗料の溶融温度よりも高く、且つ分解温度より
も低い温度で予め定められる。ワーク２４の表層部の温
度が上記一定の温度に達した時点で、あるいはその前に
おいて、コイル１６に通じられる電流をワーク２４の温
度上昇時に比べてコントロール（制限）し、もってワー
ク２４の温度をその一定温度に維持する。なお、流動槽
１０およびセット治具２６．２８はいずれも誘電体材料
で形成されているから、加熱装置２０によって加熱され
ることはない。

ワーク２４が加熱装置２０によって加熱されて、その表
層部の温度が粉体塗料２２の溶融温度を超えると、流動
槽１０の内部において流動化されている粉体塗料２２が
ワーク２４の表面に溶着し、これによってワーク２４の
表面に塗膜（樹脂被膜）３０が形成される。この被膜３
０の厚さは、時間の経過とともに厚くなる。一定時間経
過して被膜３０の厚さが一定値に達したところで、流動
槽１０へのエアの供給とコイル１６への通１Ｋ　ヲ停止
する。コイル１６への通電停止によってワーク２４は徐
々に冷却されるが、ワーク２４表面に溶着した塗料はワ
ーク２４の余熱によって流動化させられて、樹脂被膜３
０表面の平滑化が行われる。

なお、ワーク２４の冷却は、これを流動槽１ｏがら取り
出して行ってもよい。

金属製ワーク２４の表面に樹脂被膜を形成する工程にお
いて、以上のような方法を適用する場合には、その作業
を簡単に、且つ短時間で行うことができる。したがって
、このような方法に従えば、流動槽１０内においてワー
ク２４を加熱することができるとともに、ワーク２４を
適正な温度に維持しつつ塗料をワーク２４の表面に溶着
させることができる。すなわち、ワーク２４を加熱しつ
つ同時に塗料２２を溶着させることができるのである。

このため、ワーク２４を流動槽１０に一回浸漬するだけ
で所望の膜厚の樹脂被膜３ｏを形成することができ、ワ
ーク２４に対する加熱、冷却を繰り返す必要がなく、し
たがって加熱、冷却を繰り返す度にマスキング部材をワ
ーク２４に着脱する必要もない。加えてワーク２４を誘
導加熱によって昇温させる場合には、ワーク２４の表面
を速やかに高能率に昇温させることができ、加熱時間そ
のものも短くて済む。このため全体の作業時間が大幅に
短縮されることとなり、また高品質の樹脂被膜３０が得
られるのである。

すなわち、従来の流動浸漬粉体塗装法は、ワーク２４を
予め所定温度まで加熱し、その加熱されたワーク２４を
流動槽内に浸漬して塗料を溶着させるものであって、ワ
ークの加熱工程と塗料を溶着させる工程とは別工程とな
る。したがってワーク２４に塗料を溶着させる際に、ワ
ーク２４の温度を一定に保つことができず、塗料の溶着
は加熱されたワークが塗料の溶融温度まで冷却される間
に行われることとなる。このため、−回の浸漬で得られ
る膜厚は非常に薄く、厚い樹脂被膜を形成する必要があ
る場合には上記浸漬を何回も繰り返すことが必要となる
。しかも、塗料がワーク２４へ溶着するのを防止するた
めのマスキング部材は、ワーク２４を加熱するに先立っ
てワーク２４から取り外しておく必要があるために、ワ
ーク２４の加熱冷却を繰り返す時にはその都度マスキン
グ部材の着脱が必要となって、樹脂被膜形成のための工
数が非常に多くなる。マスキング部材を加熱してしまう
と、塗料を溶着させる段階でそのマスキング部材に塗料
が溶着してしまうからである。

そして、かかる従来の方法にあっては、各工程に要する
時間も長くなるため、全体としての作業が非常に煩雑と
なり、且つ所要時間も非常に長くなるのである。さらに
、ワーク２４を再加熱する際には、ワーク２４表面に付
着した粉体塗料２２を外側から溶かずことになるため、
樹脂被１！ｌ！３０中にボイドが生し易く品質が低下す
る場合がある。

一方、本実施例の方法に従って金属製ワークに樹脂被膜
を形成する場合には、このような不具合は一切生じない
。のみならず、セット治具２６゜２８　（マスキング部
材）がワーク２４の熱そのものによって加熱されてしま
うこともないため、樹脂被膜を形成する作業の後にセッ
ト治具２６，２８に付着したぼり（塗料）を取り除く作
業も不要となる利点が生ずる。

第２図は、本実施例のこのような特長を具体的に表した
ものである。図において３２は上剥の方法に従って樹脂
被膜を形成した場合の金属製ワーク２４の温度（縦軸）
と経過時間（横軸）との関係を表した特性曲線であり、
３４は経過時間と形成される樹脂被膜の厚さとの関係を
表す特性曲線である。また、特性曲線３６は従来の流動
浸漬法に従って樹脂被膜を形成した場合の経過時間とワ
ーク２４の温度との関係を表したものであり、また３８
は経過時間と樹脂被膜の膜厚との関係を表したものであ
る。図において、区間ａはワーク２４を常温から所定温
度まで昇温させる工程であり、区間すは流動槽１０内に
おいてワーク表面に塗料を溶着させる工程−１区間Ｃは
溶着した塗料を流動化させて樹脂被膜を平滑化させる工
程である。図から明らかなように、従来の方法を適用す
る場合には、樹脂被膜における所望の膜厚（本例では１
゜０龍）を得るためには、ワーク２４の加熱、冷却。

流動槽への挿入と取出しとを繰り返さなければならず、
且つそれぞれの工程に多くの時間がかがって、全体とし
ての作業時間が長くなるのに反して、上記本実施例の方
法に従えば、所望の膜厚の樹脂被膜３０が極めて短時間
で形成され、且つ作業内容も単純となって樹脂被膜３０
を容易かつ簡単に形成することができるのである。

なお、本実施例においては、流動槽ｌｏ内にエアを吹き
込んで粉体塗料２２を流動化させた状態でワーク２４を
加熱することができるため、その吹込エアによってワー
ク２４が冷却されたとしても、コイル１６に通じられる
電流をコントロールすることによってワーク２４の温度
を上記所定温度に保つことが可能である。すなわち、吹
込エアの冷却効果を排除することが可能であるために、
吹込エアの量、速度によって流動状態が変化させられる
粉体塗料２２の流動槽１０への装入量、流動密度をそれ
ぞれ多く、また高くすることが可能である。このため、
従来の方法と比べてワーク２４の温度が同一であっても
、ワーク２４に対する塗料の溶着量を多くすることがで
きる。これに伴って、一定時間内においてワーク表面に
形成される樹脂被膜３０の厚さを厚くすることも可能と
なる利点がある。

かかる本実施例の方法に従えば、ワーク２４の表面に溶
着された後、あるいはこれと同時に溶融。

流動化させられる塗料は、加熱炉内において溶融。

流動化させられる場合と異なって、常にワーク２４の表
面から溶融させられるため、塗膜（樹脂被膜）３０中に
ボイドが生じるのが回避される。加えて加熱手段とし誘
導加熱を用いる上記方法は、ワークの温度管理が容易で
あるため、樹脂被膜３０の厚さを容易にコントロールす
ることができるとともに、その膜厚を各製品毎に揃える
ことも容易である。このため、かかる方法によって金属
製物品を製造すれば、樹脂被膜３０の厚さの揃った、ま
たボイドのない高品質の製品を得ることができるのであ
る。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその他の
異なった態様で実施することも可能である。

たとえば、金属製ワークの形状は上記例示のものに限定
されるわけではなく、その他の形状のものに対して本発
明を適用することも勿論可能であるし、マスキング部材
兼用の七ノド冶具もワークの形状に応じて変更すること
が可ｆｉヒである。さらにマスキング部材は、必ずしも
七ノド治具を兼用するものである必要はなく、別々の部
材とされていても良いのである。このマスキング部材は
ワークの形状、マスク形状に応して変更することが可能
であり、ワークをマスクする必要がない場合には省略さ
れることとなる。

上記実施例においては、流動槽、七ソＩ・治具としてプ
ラスチック製のものを用いているが、これらはセラミッ
ク材等、その他の誘電体材料で形成されたものでも良く
、また流動槽内に収容された粉体塗料は常に流動状態と
されていなければならないものではなく、少なくとも物
品表面に塗料を溶着させる段階で流動化されていれば良
い。

また、本発明方法は、特に、フッ化エチレン系樹脂のよ
うな溶融温度と分解温度との差が小さい樹脂を高膜圧に
コーティングする場合に有効であるが、ナイロン、ポリ
エチレン等の通常の樹脂をコーティングする際に用いて
もその効果を享受できることは勿論である。

その他、その粉体塗料として上記例示の如きフッ素樹脂
系のもののみならず、その他のものの使用も可能である
等、本発明はその趣旨を逸脱しない限り当業者の知識に
基づいて種々の変更を加えた態様で実施することが可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するに際して用いられる装置の一
興体例を示す略図であり、第２図は本発明の一実施例で
ある製造方法に従って物品表面に樹脂被膜を形成した場
合の処理時間と物品温度および膜厚との関係を説明する
特性図である。 １０：流動槽　１６ニコイル ２０：加熱装置　２２；粉体塗料 ２４；金属製物品 ２８−セット治具（支持部材） ３０：樹脂被膜 出願人　トコタ自動車株式会社 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）底部から吹き上げられる気体によって流動状態と
   された熱溶融性の粉体塗料を収容する流動槽の内部に金
   属製の物品を浸漬し、該物品の熱によって前記粉体塗料
   を前記物品の表面に溶着さゼることにより該物品の表面
   に樹脂被膜を形成する形式の樹脂被膜を備えた金属製物
   品の製造方法であって、 前記流動槽として誘電体材料で形成されたものを用い、
   該流動槽内に浸漬された前記物品を該流動槽の外側から
   誘導加熱によって加熱するようにしたことを特徴とする
   樹脂被膜を備えた金属製物品の製造方法。